Современное состояние вопроса повышения энергоэффективности зданий (стр. 4 )

В январе 2000 г. сдано в эксплуатацию 2-х этажное энергоэффективное здание учебного центра [18]. Здание общей площадью 1263 м2 имеет 2-х этажный атриум. При проектировании использованы следующие энергоэффективные мероприятия:

- ориентация здания позволяет максимально использовать солнечную радиацию и естественное освещение (здание вытянуто в направлении восток-запад, стена на юг имеет большую площадь остекления);

- применены массивные бетонные перекрытия и внутренние стены для накапливания тепла и повышения теплоустойчивости здания;

- выработка электроэнергии в солнечных фотоэлектрических панелях в количестве, покрывающем потребление;

- использование тепла земли для отопления и охлаждения с помощью тепловых насосов;

- максимальное использование естественного освещения и энергосберегающего искусственного освещения с датчиком наличия людей в помещениях (для снижения расхода электроэнергии на освещение);

- покрытие крыши выполнено с повышенными теплозащитными свойствами (для уменьшения теплопоступлений от солнечной радиации);

- наружные ограждающие конструкции имеют высокое сопротивление теплопередаче;

- использование тепла и холода удаляемого воздуха для подогрева или охлаждения приточного воздуха;

- применение солнцезащитных элементов в конструкции окон для снижения теплопоступлений от солнечной радиации через световые проемы в летнее время.

Для отопления (охлаждения) используются 24 геотермальные скважины глубиной 73 м и 21 тепловой насос.

В Москве в 2002 г. был построен энергоэффективный многоэтажный жилой домв микрорайоне «Никулино-2» [19], в котором были применены следующие мероприятия:

- наружные ограждающие конструкции с повышенной теплозащитой;

- система отопления - двухтрубная горизонтальная поквартирная с теплосчетчиком, установленным на кухне, с термостатическими вентилями на каждом отопительном приборе (обеспечивает возможность поквартирного учета и регулирования рас­хода тепловой энергии и индивидуальное регулирование температуры воздуха в по­мещениях);

- система вентиляции с механической вытяжкой и естественным притоком через авторегулируемые воздухозаборные устройства в оконных переплетах и утилизацией тепла удаляемого вентиляционного воздуха посредством тепловых насосов;

- теплонасосная установка для горячего водоснабжения (ГВС), использующая тепло грунта и удаляемого вентиляционного воздуха;

Следует отметить, что в условиях Узбекистана применение солнечных фотоэлектрических панелей практически неприемлемо из-за пока еще очень их высокой стоимости. Нецелесообразным можно считать и использование тепловых насосов, не нашедших широкого применения. Тем более при практическом отсутствии геотермальных вод в республике.

Все рассмотренные энергоэффективные здания построены и ориентированы на эксплуатацию в районах с холодным и умеренным климатом, значительно отличающихся от сухого жаркого климата Узбекистана. В связи с этим, целесообразно в следующем разделе диссертации рассмотреть вопросы улучшения микроклимата помещений, особенно в летнее время, в историческом наследии узбекской архитектуры.

 

1.4.Энергосберегающие объемно-планировочные решения в историческом наследии национальной узбекской архитектуры

 

Традиционное народное жилище создавалось под влиянием экономических, религиозных и природно-климатических условий и одновременно отвечало запросам, материальным возможностям и вкусам каждой семьи. Общий архитектурно-планировочный принцип, это расположение открытых и закрытых помещений вокруг замкнутого двора.

При строительстве жилища главное внимание уделялось предохранению его от перегрева и максимальному использованию пространства двора, включаемого в планировочную структуру дома.

Целый ряд достаточно эффективных национальных планировочных приемов был учтен при разработке типовых проектов гражданских зданий.

Ташкентский тип народного жилища.

Особенности этих домов - обширные крытые дворовые пространства на вторых этажах и фонарные устройства, предназначенные для освещения и вентиляции.

Летнее помещение имеет интенсивное вертикальное проветривание, что обеспечивает ему комфортность даже при температуре наружного воздуха плюс 400С. Интенсивность проветривания летнего помещения по вертикали обеспечивалось за счёт подключения через лестничный проем к общей системе проветривания пространства длинного крытого прохода на первом этаже, глинобитный пол которого постоянно поддерживался в увлажненном состоянии.

Бухарский тип народного жилища.

Приспособлен к природно-климатическим особенностям этого района - соблюдалась строгая ориентация жилых помещений: зимних – на юг, летних – на север. Для этого региона характерен ступенчатый характер объемной организации внутренних предельно - раскрытых по верху дворовых пространств, включая и ярусное построение самих дворовых площадок. Это позволяло использовать выступы крыш первых этажей в качестве дополнительных площадок для различных бытовых нужд в летние периоды года. Основные парадные жилые помещения имели увеличенную высоту и были обращены на север, в сторону прохладных летних ветров, часто дующих в первой половине дня перегревного периода с севера и северо-востока.

В климатических условиях Узбекистана представляется наиболее рациональным, полноценное использование естественных средств борьбы с летним перегревом жилища:

- активное внедрение в жилые структуры элементов озеленения и

обводнения с применением испарительного охлаждения:

- соблюдение благоприятной ориентации помещений;

- обеспечение жилых комнат, летних помещений и придомовых пространств естественной аэрацией, с учётом конкретных особенностей ветрового режима района, строительства.

Применяемые в республике типовые секционные структуры этажных жилых домов практически мало что имеют общего с приемами организации народного жилища. В последние 20…30 лет многие недостатки типовых структур были частично или полностью ликвидированы. Так, были заметно увеличены пропорции встроенных или пристроенных веранд (лоджий); обязательное остекление лоджий позволяет более полно использовать их в холодных период года; проходы на лоджии осуществляются, как правило, как через кухню, так и из жилых помещений.

Достаточно сравнить дома 50-х (рис.1.1) и 70-х (рис.1.2 и 1.3) годов [20].

Рис.1.1. Типовая секция двухэтажных домов серии «210» Узгоспроект, 1947. Авторы инж. , арх. .

 

Рис.1.2 . Типовая секция четырехэтажных домов серии «77» (ТашЗНИИЭП, 1970).

 

Рис.1.3. План секции экспериментального четырехэтажного жилого дома.

(1970).

 

Современные жилые дома, возводимые с конца 90-х годов прошлого века, отличаются ещё большой комфортностью, большими площадями основных и подсобных помещений. Тем не менее, вопросы борьбы с летним перегревом, аэрации помещений, повышения энергоэффективности зданий в целом требуют своего дальнейшего разрешения.

 

1.5. Цель и задачи исследований

 

Цель исследования – разработка проектного решения энергоэффективного офисного здания, отвечающего климатическим и экономическим условиям Республики Узбекистан.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

- переработать планировочную структуру существующего офисного задания таким образом, чтобы она в наибольшей степени обеспечивала благоприятный микроклимат помещений естественным образом;

- запроектировать ограждающие конструкции здания, соответствующие современным требованием по теплозащите;

- обосновать принятие энергоэффективных систем инженерного оборудования зданий;

- разработать рекомендации по проектированию энергоэффективного здания в климатических условиях Республики Узбекистан.

 

1.6. Выводы по главе

 

1.При проектировании зданий необходимо одновременно учитывать климатические параметры зимнего и летнего периодов, а также их положительные и отрицательные стороны.

2.Выявлено, что наибольшее внимание при проектировании теплозащиты зданий следует уделять повышению термических сопротивлений наружных стен и окон.

3. В планировочной структуре здания следует использовать: фонарные устройства для обеспечения дополнительного вертикального проветривания здания, на уровне первого этажа целесообразно предусматривать емкости для охлаждения и увлажнения воздуха в летнее время, для равномерного распределения воздушных масс по высоте преимущественно использовать открытую планировку помещений.

4. Установлено что для снижения тепловых потерь через покрытие эффективно применение мансардного этажа.

5. Целесообразно использовать солнечную энергию в качестве дополнительного источника тепла в зимнее время.

 

2.             ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИСЛЕДОВАНИЙ

 

2.1. Характеристика исходного проектного решения административного здания

 

Участок строительства «Центр бытового обслуживания с офисом» расположен в Чиланзарском районе г. Ташкента. Характеристика района строительства представлена в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Характеристика района строительства

 

N	Наименование	Характеристика	Нормативные источники
1	2	3	4
1	Пункт строительства	Ташкент
2	Климатический район	II	[ ]
3	Грунт основания	суглинки	по проекту
4	Нормативная глубина сезонного промерзания грунта	0,7м	[ ]
5	Уровень и степень агрессивности грунтовых вод	Не агрессивные, ниже отметки подошвы фундамента	По проекту
6	Снеговое давление	50 кг/м2	[ ]
7	Ветровое давление	45 кг/ м2	[ ]
8	Сейсмичность района строительства	8б	[ ]
9	Расчетные температуры наружного воздуха : -         средняя температура наиболее холодного периода -         средняя температура наиболее жаркого месяца	-14оС   37,5оС	[ ]